[기후리포트] 온난화가 몰고온 하늘 길 삼중고…항공산업 부담 커진다

▲공항을 이륙하는 항공기. (사진=이미지투데이)

기후변화가 항공산업의 수익 구조를 뒤흔들고 있다. 기온 상승으로 더 긴 활주로가 필요해지고, 완만한 이륙으로 인해 소음 갈등은 늘어나고, 상공에서는 난기류까지 급증하는 바람에 항공사는 물론 공항 운영사와 정부 모두에 새로운 경제적 부담이 쌓이고 있다. 이러한 '삼중고(三重苦)'가 앞으로 항공업계의 수익성을 크게 악화시킬 가능성도 제기되고 있다.

◇ 승객을 줄일까, 활주로를 연장할까

항공기의 이륙 성능은 온도에 직접적으로 영향을 받는다. 기온이 올라갈수록 공기 밀도가 낮아져 추력과 양력이 감소하기 때문에, 항공기는 더 긴 활주로와 더 많은 가속 시간이 필요하다.

영국 레딩대학 기상학과의 조니 윌리엄스 교수팀은 기후변화가 항공기 이륙 필요 거리(TODR)와 최대 이륙 질량(MTOM)에 미치는 영향을 분석한 논문을 지난 4월 국제학술지 '항공우주(Aerospace)'에 발표했다. 논문은 2060년대 중반 유럽 30개 공항에서 이륙 거리가 50~100m 늘어날 것으로 예측했다.

▲온실가스 배출 시나리오에 따른 이륙 필요 거리의 변화. 온실가스를 많이 배출하는 시나리오 하에서는 이륙 거리도 길어진다. (자료: Aerospace, 2025)

중국민항대학교 항공기상학과 연구팀은 중국 내 공항을 대상으로 비슷한 분석을 진행했고, 그 결과를 지난 2023년 1월 국제 저널인 '대기(Atmosphere)'에 논문으로 발표했다. 논문은 “2070년대 여름철 보잉 737-800은 113~222m 추가 활주로가 필요할 것으로 예상된다"고 밝혔다.

활주로가 부족하면 항공사들은 탑재 중량을 줄여야 한다. 이는 곧 승객 감축이나 화물 축소로 이어지고, 수익성 악화로 직결된다.

유럽 연구에서는 온실가스 감축을 가장 낙관적으로 가정해도 항공편당 평균 승객 5명분의 매출 손실이 발생할 수 있다고 전망했다. 중국 쿤밍 공항은 연간 2일 수준이던 중량 제한이 2070년대에는 48일로 늘어날 수 있다는 분석도 나왔다.

이 문제는 신공항 건설에도 영향을 줄 전망이다. 현재 추진 중인 가덕도 신공항 활주로(3500m)가 장래 기후 조건에 충분할지 재검토가 필요하다는 지적이 나온다. 활주로 연장은 사후에 시도하면 수천억 원의 추가 건설비용이 소요될 수 있고, 주변 지형·환경 규제 때문에 사실상 불가능할 수도 있다.

▲인천국제공항 2터미널 계류장에서 이륙하고 있는 항공기. (사진=연합뉴스)

◇ 늘어나는 소음 갈등, 커지는 보상 비용

기온 상승은 단순히 이륙 문제에 그치지 않는다. 항공기가 낮은 각도로 천천히 상승하면 저고도 체류 시간이 길어지고, 그만큼 공항 주변의 소음 범위가 넓어진다.

영국 레딩대학 윌리엄스 교수팀은 지난 10일 '항공우주(Aerospace)'에 발표한 논문에서 유럽 30개 공항을 대상으로 분석한 결과를 공개했다.

분석 결과, 21세기 중반 항공기의 평균 상승 각도가 1~3% 감소하고, 폭염 시에는 최대 7.5% 감소할 수 있다. 그 결과 소음 노출 인구는 최대 4% 늘어날 것으로 전망됐다. 런던 시티 공항만 보더라도 추가로 2,500명이 소음 피해를 볼 수 있다는 것이다.

이는 곧 공항 운영기관의 소음 보상 비용 증가로 이어지게 된다. 국내에서도 김포·김해 등 도심 인근 공항은 이미 매년 수백억 원대 보상 예산을 지출하고 있다. 기후변화로 소음 범위가 넓어지면 이 비용은 크게 늘어날 수 있다.

저주파 소음의 증가는 주민 건강 악화로 이어지고, 장기적으로는 의료·사회적 비용까지 국가 경제에 부담을 줄 수 있다.

▲항공기 객실 내부. (사진=이미지투데이)

◇ 예측 불가능한 난기류, 치솟는 운영 비용

상공에서의 청천 난기류(CAT) 증가는 항공사에 막대한 비용을 청구한다. 난기류로 인한 부상은 보험금과 법적 배상을 유발하고, 기체가 손상될 경우 정비·수리 비용 증가로 이어진다.

지난달 레딩대학 연구팀은 '대기과학저널(Journal of the Atmospheric Sciences)'에 발표한 논문에서 26개 기후모델을 사용해 지구온난화가 항공기 순항 고도(약 3만5000피트, 약 1만668m)의 제트기류에 미치는 영향을 분석한 결과를 공개했다.

분석 결과, 2015~2100년 사이에 윈드 시어(wind shear, 바람의 방향이나 세기가 급격히 변하는 현상)가 16~27% 증가하고, 대기는 10~20% 더 불안정해질 것으로 예측됐다. CAT가 발생할 조건이 갖춰진다는 것이다. 국제적으로 '심각하거나 그 이상' 수준의 CAT가 1979~2023년 사이 55% 증가했다.

미국 연방항공청(FAA)에 따르면 2009~2021년 난기류로 인해 승객 30명과 승무원 116명이 심각한 부상을 입었다. 미국 연구응용연구소(Research Applications Laboratory)에 따르면, 난기류로 인해 미국 항공사들은 연간 1억 5천만~5억 달러의 비용을 지출하고 있다.

국제민간항공기구(ICAO)는 난기류를 '항공 안전 핵심 리스크'로 지정했고, 일부 기후 모델은 21세기 후반 CAT 발생이 최대 178% 늘어날 것으로 경고한다. 이는 곧 운항 스케줄 지연, 연료 추가 소모, 보험료 인상으로 이어져 항공사 비용 구조를 악화시킬 것으로 예상된다.

항공기상청에 따르면 한반도 상공에서는 2만 피트(약 6km) 이상에서 항공장비로 관측한 난기류(EDR)가 2019~2024년 사이 13.3배 급증했다. 기내 서비스가 불가능할 정도인 '보통' 수준 이상의 난기류도 6배 늘었다. 국토교통부에 따르면 2020년부터 현재까지 국내 항공사에서 난기류로 승객이나 승무원이 중상을 입은 사고는 총 5건이었다.

김정훈 서울대 지구환경과학부 교수 연구팀이 2023년 국제 학술지 '네이처(Nature)'에 발표한 연구에서, 21세기 후반에는 난기류가 과거(1970~2014년)보다 최대 178% 늘어날 수 있다고 예측한 바 있다.

▲가덕도 신공항 조감도 (사진=국토교통부)

◇ 한국 공항 정책, 경제적 리스크 간과

기후변화가 불러올 항공산업의 변화는 단순한 기술적 문제가 아니라 곧 경제적 손실로 이어진다. 활주로 연장은 건설비용 급증으로, 소음 범위 확대는 민원과 보상비 증가로, 난기류의 급증은 보험료·연료비·정비비의 상승으로 이어질 수 있다.

하늘길의 삼중고는 단순히 환경문제가 아니라, 항공산업의 지속가능한 수익성과 국가 경제를 위협하는 구조적 위기다.

항공사와 공항는 ▶기후변화를 고려한 인프라 선제 투자 ▶저소음·고효율 항공기 개발 ▶정밀 난기류 예측 시스템 도입 ▶친환경 연료 전환을 통한 탄소 감축 등 경제적 리스크 관리 전략이 필요한 상황이다.

국내에서는 현재 지역 균형 발전과 관광 활성화를 명분으로 소규모 지방공항 신설이 추진되고 있다. 하지만 활주로 길이가 짧은 소형 공항은 기후변화 시대에 경제적 리스크가 가장 큰 시설이다.

예를 들어 2000~2500m 활주로를 가진 소규모 공항은 여름철 고온 조건에서 중형 항공기의 만재 이륙이 어려워질 수 있다. 이는 노선 경쟁력을 떨어뜨리고, 결국 해당 공항의 운영 적자와 국고 지원 증가로 이어질 가능성이 크다. 애초에 기후변화 변수까지 고려한 장기 경제성 검토가 부족하다면, 수천억 원을 들여 지은 공항이 가까운 미래에 애물단지가 될 수도 있다는 얘기다.

강찬수 기자 kcs25@ekn.kr